На главную
Справочник конструктораполезный сайт для инженера-машиностроителя


СПРАВОЧНИК

МЕНЮ

Серый чугун свойства

До 70-х гг.
20 в.
в доменных печах временами выплавляли т. н. зеркальный чугун ( 10 — 25% Mn ), использовавшийся в качестве раскислителя при выплавке стали и для приобретения особых паспортов чугуна.
При использовании для выплавки чугуна железных руд, содержащих Сг, Ni, Ti и др. легирующие элементы, получают т. н. природнолегированные чугуны.
При производстве отливок в чугунолитейных цехах чугун подразделяют : в зависимости от степени графитизации, обусловливающей вид излома, — на серый, бледный и половинчатый ( или отбелённый ) ;
в зависимости от формы включений графита — на чугун с пластинчатым, шаровидным ( высокопрочный чугун ), вермикулярным и хлопьевидным ( ковкий чугун ) графитом ;
в зависимости от характера металлической основы — на перлитный, ферритный, перлитно - ферритный, аустенитный, бейнитный и мартенситный ;
в зависимости от назначения — на конструкционный и чугун со специальными свойствами ;
по химическому составу — на легированные и нелегированные.


Включая небольшое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать сей материал для подробностей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам.
В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, ведущие ;
в автостроении - блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.
Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.

Никель благоприятно влияет на выравнивание механических свойств чугуна в отливках с разной толщиной стены.
В чугуне с содержанием никеля несколько больше 3% прочность почти не изменяется при толщине стен от 22 до 88 мм.
Всякий процент никеля повышает твердость серого чугуна так на 10 НВ.
С увеличением содержания никеля возрастает коррозионная устойчивость чугуна, особливо в щелочных средах ;
улучшается обрабатываемость и, кроме того, повышается герметичность, так как при высокой эвтектичности графит приобретает удобную форму, а величина зерна уменьшается.

Для высокопрочного чугуна с шаровидным графитом соблюдение температурного режима при вводе сфероидизирующих добавок ( магния или его сплавов ) назначает степень условия магния и нужный температуру жидкого чугуна при заливке форм.
Особенностью состава шихты при выплавке высокопрочного чугуна является отсутствие или толстое число ( менее 20% ) стального ломика.
Получение высокопрочного чугуна с повышенными показателями пластических свойств требует применения низкофосфористых шихтовых материалов.

Легированные чугуны.
Для улучшения прочностных, эксплуатационных свойств или придания чугуну особых свойств ( износостойкости, жаропрочности, жаростойкости, коррозионностойкости, немагнитности и т.д. ) в его состав вводят легирующие элементы ( Ni, Cr, Cu, Al, Ti, W, V, Mo и др. ).
Легирующими элементами могут служить также Mn при содержании > 2% и Si при содержании > 4%.
Легированные чугуны классифицируют в соответствии с содержанием основных легирующих элементов — хромистые, никелевые, алюминиевые и т.д.
По степени легирования различают низколегированные ( совокупное количество легирующих элементов 10% ).
Низколегированные чугуны имеют перлитную или бейнитную структуру матрицы, среднелегированные — обычно мартенситную, высоколегированные — в большинстве случаев аустенитную или ферритную.

Ковкий чугун обладает повышенной крепостью при растяжении, невысокой пластичностью и рослым сопротивлением удару.
По механическим свойствам он занимает промежуточное положение между сталью и серым чугуном.
В зависимости от способа производства ковкий чугун разделяется на ферритный ( черносердечный ) и перлитный ( белосердечный ).
Отливки из ферритного ковкого чугуна получают отжигом в нейтральной сфере ( коробки с отливками засыпают песочком ).
Этот чугун в изломе имеет темную бархатистую сердцевину со светлым ободком.
Ферритный ковкий чугун имеет следующий химический состав : 1, 75 - 2, 3% С ;
0, 85 - 1, 2% Si ;
0, 5 - 0, 6% Мn ;
не более 0, 2% Р и не более 0, 12% S.
С уменьшением содержания углерода механическая прочность чугуна возрастает, а литейные свойства ухудшаются.

Данный элемент способен повышать прочность, твердость и модуль упругости чугуна при содержании его в сплаве до 0, 1%.
В то же самое время с этим растет склонность серого чугуна к отбелу, и, чтобы избежать подобной ситуации, содержание в нем олова устанавливают на уровне 0, 05 - 0, 08%.
При выборе между двумя легирующими элементами - оловом и хромом - эксперты советуют использовать олово, сообщающее чугуну равномерные показатели твердости по разным сечениям и сокращение образования окалины.

Структура отливок определяется химическим составом чугуна и технологическими особенностями его термообработки.
Механические свойства серого чугуна зависят от свойств металлической матрицы, фигуры и размеров графитовых включений.
Свойства металлической матрицы чугунов близки к свойствам стали.
, который нельзя отменить невысокую прочность, снижает прочность чугуна.
Чем меньше графитовых включений и выше их дисперсность, тем больше прочность чугуна.
Графитовые включения вызывают сокращение предела прочности чугуна при растяжении.
На крепость при сжатии и твердость чугуна частицы графита почти не оказывают воздействия.
Свойство графита образовывать смазочные пленки обусловливает падение коэффициента трения и увеличение износостойкости изделий из серого чугуна.
Графит улучшает обрабатываемость резанием.

В различие от отливок главного класса, действующих на износ, подробности другого класса на износ не работают, но тем не менее к ним тоже предъявляются требования по сохранению стабильной геометрической формы.
Это станины и санки с ведущими многих станков, в частности токарно - винторезных, револьверных и пр.
Легирование чугуна такими элементами, подобно хрому, никель, молибден, позволяет достичь хороших показателей прочности и твердости.


Справочник конструктора - Все что нужно любому конструктору! ©2008-2018